Измерительный прибор

Электромагнитный измерительный механизм

Электромагнитный измерительный механизм показан на рис. 7-3. Он состоит из неподвижной катушки А и подвижной части — стального сердечника Б, указательной стрелки, пружины и секторообразного алюминиевого листка В успокоителя, укрепленных на одной оси. Измеряемый ток, проходя по неподвижной катушке, создает магнитное пате, которое намагничивает сердечник Б и втягивает его внутрь катушки. По углу поворота сердечника определяют величину тока в катушке.

Рис. 7-3. Электромагнитный измерительным механизм

При движении листка В успокоителя в магнитном поле Магнита М в нем индуктируются вихревые токи. Взаимодействием этих токов с полем магнита создается тормозной момент, обеспечивающий успокоение.

Электромагнитный измерительный механизм применим для цепей постоянного и переменного тока, так как втягивание сердечника в катушку не зависит oт направления тока.

Вследствие влияния остаточной индукции сердечника втягивание сердечника, а следовательно, и показание измерительного механизма может быть различным при одинаковых значениях тока при увеличении тока и при уменьшении его. Следовательно, возможна погрешность от остаточной индукции. Для уменьшения этой погрешности сердечники изготовляют из пермаллоя, остаточная индукция которого ничтожна.

Для уменьшения погрешности от внешних полей измерительный механизм окружают стальными экранами или кожухами. Для той же цели применяют астатические измерительные механизмы с двумя последовательно соединенными катушками и соответственно с двумя сердечниками на одной оси. Измеряемый ток создает в катушках поля противоположного направления. Внешнее однородное поле уменьшает магнитное поле одной катушки и настолько же увеличивает поле второй катушки, таким образом, результирующее влияние внешнего поля будет ничтожным.

Измерительные приборы

Комплектная измерительная установка PN25 тип LC/LCR для газовозов или стационарных систем

Это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем. Различают измерительные приборы прямого действия и приборы сравнения.

• Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем соответствующую градуировку в единицах этой величины. Изменения рода физической величины при этом не происходит. К приборам прямого действия относят, например, амперметры, вольтметры, термометры и т.п.
• Приборы сравнения предназначаются для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны, например, аналитические весы. Такие приборы широко используются в научных целях.

Эталон

Это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи её размера другим средствам измерений. От эталона единица величины передаётся разрядным эталонам, а от них – рабочим средствам измерений. Эталоны классифицируют на:

• Первичный эталон – это эталон,  воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне  научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.
• Вторичные эталоны могут утверждаться либо Госстандартом РФ, либо государственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования.
• Рабочие эталоны воспринимают размер единицы от вторичных эталонов и в свою очередь служат для передачи размера менее точному рабочему эталону (или эталону более низкого разряда и рабочим средствам  измерений.

Презентация на тему Классификация видов средств измерений  

57

Методы измерений

Еще полезные статьи:

История

• В 1733—1737 гг французский учёный Ш. Дюфе создал электроскоп. В 1752—1754 гг его работы продолжили М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман в процессе исследований атмосферного электричества. В середине восьмидесятых годов XVIII века Ш. Кулон изобрёл крутильные весы — электростатический измерительный прибор.
• В первой половине XIX века, когда уже были заложены основы электродинамики (законы Био — Савара и Фарадея, принцип Ленца), построены гальванометры и некоторые другие приборы, изобретены основные методы электрических измерений — баллистический (Э. Ленц,  г.), мостовой (Кристи,  г.), компенсационный (И. Поггендорф, )
• В середине XIX века отдельные ученые в разных странах создают меры электрических величин, принимаемые ими в качестве эталонов, производят измерения в единицах, воспроизводимых этими мерами, и даже проводят сличение мер в разных лабораториях. В России в 1848 г. академик Б. С. Якоби предложил в качестве эталона единицы сопротивления применять медную проволоку длиной 25 футов (7,61975 м) и весом 345 гран (22,4932 г), навитую спирально на цилиндр из изолирующего материала. Во Франции эталоном единицы сопротивления служила железная проволока диаметром в 4 мм и длиной в 1 км (единица Бреге). В Германии таким эталоном являлся столб ртути длиной 1 м и сечением 1 мм² при 0° С
• Вторая половина XIX века была периодом роста новой отрасли знаний — электротехники. Создание генераторов электрической энергии и применение их для различных практических целей побудили крупнейших электротехников второй половины XIX в. заняться изобретением и разработкой различных электроизмерительных приборов, без которых стало немыслимо дальнейшее развитие теоретической и практической электротехники.
  • В 1871 году А. Г. Столетов впервые применил баллистический метод для магнитных измерений и исследовал зависимость магнитной восприимчивости ферромагнетиков от напряженности магнитного поля, создав этим основы правильного подхода к расчету магнитных цепей. Этот метод используется в магнитных измерениях и в настоящее время
  • В 1880—1881 гг. французские инженер Депре и физиолог Д’Арсонваль построили ряд высокочувствительных гальванометров с зеркальным отсчетом
  • В  г. немецкий инженер Ф. Уппенборн изобрел электромагнитный прибор с эллиптическим сердечником, а в 1886 г. он же предложил электромагнитный прибор с круглой катушкой и двумя цилиндрическими сердечниками
  • В  г. немецкий инженер Т. Бругер изобрел логометр
• В развитии электроизмерительной техники конца второй половины XIX и начала XX ст. значительные заслуги принадлежат М. О. Доливо-Добровольскому. Он разработал электромагнитные амперметры и вольтметры, индукционные приборы с вращающимся магнитным полем (ваттметр, фазометр) и ферродинамический ваттметр

Микрометрические измерительные инструменты

Данный вид инструментов является не сильно распространенным. Основным элементом этих приборов можно назвать шпиндель. Отличительной чертой указанной детали является резьба с довольно точным шагом. Как результат, шпиндель способен совершать осевые движения.

В итоге исследователь получает возможность отсчитывать полные обороты механизма. Помогают ему в этом штрихи, которые нанесены на специальном стебле. При этом доли оборотов можно рассчитывать по радиальным отметкам. Наносятся они, как правило, на барабане прибора. Один шаг устройства равняться может разному значению. Наиболее меньшим показателем принято считать 0.5 мм, однако существуют модели с делением 1 мм. Для расчета нулевого значения барабан можно легко перемещать.

Таким образом, устройство есть возможность легко настроить. Шпиндель способен менять свое положение за счет подпружиненного храповика. В некоторых моделях вместо него устанавливается фрикционная муфта. Еще она может называться трещоткой. Учитывая все вышесказанное, данный микрометрический измерительный прибор способен выполнять самые разнообразные задачи. Как пример, его можно устанавливать на скобы. В результате он будет способен проводить их точный отсчет.

Цифровые модели

Самыми распространенными электронными устройствами принято считать цифровые измерительные приборы. Стоят они довольно дорого, однако являются простыми в обращении. Ярким примером данного прибора считаются вольтметры и амперметры. Они способны в короткий срок вычислить точное напряжение в электрической цепи. Неотъемлемой их частью можно назвать преобразователь.

Также в моделях могут использоваться дополнительно магнитоэлектрические аппараты. Непосредственно процесс измерения в данной ситуации связан с делителем. При этом усилитель пропускает напряжение через преобразователь устройства. Таким образом, магнитоэлектрический аппарат способен сделать точные замеры величины. Естественно, погрешность в них присутствует, однако на сегодняшний день существуют различные фильтры, которые борются с колебаниями.

Еще одним примером цифровой модели можно считать осциллограф, который активно используется в медицинской отрасли. Данный универсальный измерительный прибор способен следить за разными сигналами. При этом они могут быть периодическими или нет. В случае необходимости цифровые измерительные приборы (осциллографы) подсоединяются к персональным компьютерам.

В результате за изменением частоты можно наблюдать с дисплея. Также это открывает возможность фиксирования показаний сигнала. В итоге все данные можно будет проанализировать после проведения исследований. Стоят эти измерительные приборы (цены рыночные) в среднем около 20 тыс. руб.

Эксплуатация измерительного инструмента

В нашей стране действует Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Среди множества задач, которые она призвана решать можно выделить следующие:

1. Государственный метрологический контроль, включающий в себя поверку средств измерений; утверждение типов средств измерения; выдача лицензий на производство и ремонт средств измерений.
2. Метрологический контроль над производством использованием средств измерения, эталонов величин измерения, методиками проведения измерений и другими вопросами, относящимися к средствам и методам измерений.

Структурно ГСИ входит в ФА Росстандарт и соответственно все вопросы с поверкой и аттестацией измерительных приборов необходимо обращаться в региональные отделения федерального агентства.Для обеспечения качества продукции, выпускаемой продукции необходим постоянный контроль над размерами, допусками, посадками. Для проведения этой работы на предприятии должен эксплуатироваться только качественный инструмент. Практически все измерительные приборы должны проходить процедуру поверки. Поверка (не путать с проверкой) мерительного инструмента представляет собой набор определенных мероприятий, проводимых для подтверждения соответствия измерительных приборов требованиям метрологии. Поверка инструмента должна проводиться в специально аттестованных лабораториях.

Измерительный инструмент: применение

Любое измерительное устройство имеет первоначально настроенные заводские параметры, которые можно регулировать для достижения идеальной точности

При этом нужно обращать внимание на допустимый диапазон погрешности, который всё равно будет. Этот момент очень важен при изготовлении деталей, которые потом будут соединяться

Если размеры не совпадают, то конструкцию собрать будет невозможно. Для измерения таких точных параметров применяются калибры или штанген-инструмент. При этом, нужно уметь правильно пользоваться инструментом, понимать, что он показывает.

Ошибки в интерпретации данных приводят к действиям, которые в дальнейшем отражаются в виде преждевременных поломок, перекосов, несостыковок деталей. Также загрязненность, износ мерочных устройств приводит к большим погрешностям в отображении реальных параметров.

Нужно тщательно следить за состоянием всех приспособлений, что применяются для измерений, ремонтировать, чистить, заменять изношенные детали. Цена ошибки высока – жизнь, потерянное здоровье. При изготовлении, испытании, применении высокоточных деталей, конструкций, устройств всегда нужно помнить об этом, не совершать досадных ошибок.

Слесарные инструменты

Достаточно часто можно встретить измерительные слесарные инструменты. Наиболее важная характеристика — точность измерений. За счет того, что слесарные инструменты механические, удается добиться точности до 0,005 или 0,1 мм.

Если погрешность измерений превысит допустимый порог, то произойдет нарушение технологии работы инструмента. Тогда потребуется переточка некачественной детали или замена целого узла в устройстве

Поэтому для слесаря важно при подгонке вала под втулку использовать не линейку, а инструменты с большей точностью измерений

Наиболее популярным инструментом с высокой точностью измерений является штангенциркуль. Но и он не сможет дать гарантии точного результата с первого измерения. Опытные рабочие делают несколько измерений, которые затем преобразуют в некоторое среднее значение.

Встречаются операции, требующие максимальной точности. Таких много в микромашинах и отдельных деталях устройств крупного размера. Тогда следует воспользоваться микрометром. С его помощью можно измерять с точностью до сотых долей миллиметров. Распространенное заблуждение о том, что он позволяет измерять микроны, является не совсем верным. Да и при проведении стандартных домашних работ такая точность может не пригодиться, поскольку достаточно действующих значений точности и погрешности.

Измерительные преобразователи

СрИзм, предназначенные для преобразования измеряемой величины в другую однородную или неоднородную величину с целью представления измеряемой величины в форме, удобной при обработке, хранении, передаче в показывающее устройство. Измерительные преобразователи не имеют устройств отображения измерительной информации, поэтому они входят в измерительные приборы или применяются вместе с ними.

Различают:

• Первичные преобразователи — предназначены для непосредственного восприятия измеряемой величины, как правило, неэлектронной и преобразовывая ее в электрическую (например, датчики).
• Промежуточные преобразователи – преобразователи, расположенные в измерительной цепи первичного преобразователя и обычно по измеряемой физической величине, однородные с ним.

Пример: овременные измерительные преобразователи нередко оснащаются и цифровыми, и аналоговыми выходными цепями. Примерами таких преобразователей являются Е854ЭЛ, Е856ЭЛ и Е849ЭЛ

Совокупность конструктивно объединенных первичных и промежуточных преобразователей носит название «измерительные приборы».

Строительный измерительный инструмент

Как показано на фото измерительного инструмента, применяемого в строительной сфере, к данной категории относятся:

Рулетка. Имеет вид неширокой металлической ленты, на которую с шагом в 1 мм нанесены деления. Причём лента заключена в корпус из пластика или металла. Сматывание может быть ручным или автоматическим. Длина может быть разной. Считается универсальным мерительным инструментом.

Ватерпас. Другое название уровень. Данный представитель каталога измерительных приборов используется в ситуации, когда нужно проверить горизонтальность или вертикальность поверхности. Его длина может варьироваться от 0,3 до 2,5 м.

Отвес. Один из простейших инструментов для проведения измерений. Представляет собой верёвку с грузом.

Угольник. Может быть из металла или дерева. Необходим, чтобы контролировать правильность прямых углов.

Малка. Применяется при проведении работ по возведению стропильной системы кровли. Бывает деревянной или металлической.

Ферродинамический измерительный механизм

Принцип работы этого измерительного механизма тот же, что и электродинамического. Он отличается от последнего наличием стального сердечника из листовой стали, на который наложена неподвижная катушка, и неподвижного цилиндра из той же стали, который охватывается подвижной катушкой (рис. 7-6).

Рис. 7-6. Ферродинамический измерительный механизм.

Стальной магнитопровод усиливает полеизмерительного механизма, вследствие чего увеличивается вращающий момент, что приводит к более прочной конструкции и уменьшает влияние внешних магнитных полей на показание измерительного механизма. Применение стали увеличивает погрешности от остаточной индукции и вихревых токов в магнитопроводе.

Статья на тему Измерительные механизмы приборов

• ← Предыдущая
• Следующая →
• Главная Электротехника